西沙-环海南岛丛生盔形珊瑚和澄黄滨珊瑚群体遗传结构和连通性研究

《西沙-环海南岛丛生盔形珊瑚和澄黄滨珊瑚群体遗传结构和连通性研究》,国家自然科学基金面上项目(#41376174,2014-01 ~  2017-12,已结题)

在全球珊瑚礁生态系统急速衰退的背景下,建立科学和高效的珊瑚礁保护和恢复策略至关重要。目前通过造礁珊瑚群体遗传分化和连通性分析获取的造礁珊瑚有性繁殖幼虫的迁移规律,据此规划珊瑚保护区网络被证明是有效的途径之一。本项目通过建立造礁珊瑚共生虫黄藻的体外培养体系获取纯的其纯的虫黄藻DNA。用人工温和白化处理的珊瑚共生体 DNA 经选择性杂交策略富集和开发微卫星标记,再以虫黄藻 DNA 甄别和剔除其中属于虫黄藻的微卫星标记,解决了造礁珊瑚微卫星标记开发中的关键难题,并分别开发确认了10个丛生盔形珊瑚和20个澄黄滨珊瑚的微卫星标记。以此分析了西沙和环海南岛这两种造礁石珊瑚优势种12/14个地理群体的遗传结构和遗传连通性。结果表明,海南岛东部两种珊瑚群体的遗传同质性个体比例高,可能由台风或人类爆破活动造成;东北部群体自由交配特征明显,而西、南部群体近交特征显著。相较于海南岛周围群体,西沙永兴群体是唯一显示瓶颈效应的群体,其等位基因数(丰度)显著低于海南岛群体,在海南岛周围群体中,东、北部群体的遗传多样性较高,西南部较低。西沙永兴群体与海南岛周围群体间存在较大的遗传分化,而南部群体与北部群体间的遗传分化均较小,显示琼州海峡和南部区域是造礁珊瑚幼虫成功迁移比较活跃的区域。结合主要造礁珊瑚繁殖季节4月-8月海南周围海区的海流,推测造礁珊瑚基因流的迁移自西沙群岛至海南岛东南部,然后随海南岛东南沿岸流分别向西至海南岛西侧,向北达木栏湾并经琼州海峡与海南岛西部珊瑚形成相互基因交流。在完成计划研究内容外,我们还探索了丛生盔形珊瑚的不同形态型及其环境适应性差异,高温胁迫下其转录组的差异表达及其内共生虫黄藻群落结构的变化。为进一步发掘高温白化抗性的关键基因及信号通路,揭示其适应环境变化的分子机理打下了基础。在此研究基础上,我们申请并获得了下面这两个资金项目:(1)《丛生盔形珊瑚全基因组分析及珊瑚礁环境适应机制研究》,海南省重点研发计划,(#ZDYF2018108,2018-02 ~ 2020-02);(2)《南海重要岛礁及其邻近海域生物资源评价与生态修复》之课题四《》,国家重点研发项目。

《丛生盔形珊瑚全基因组分析及珊瑚礁环境适应机制研究》,海南省重点研发计划,(#ZDYF2018108,2018-02 ~ 2020-02,进行中)

《南海重要岛礁及其邻近海域生物资源评价与生态修复》,国家重点研发项目

 

 

 

参考文献

[1]邹仁林.中国动物志_无脊椎动物_第二十三卷_腔肠动物门_珊瑚虫纲_石珊瑚目_造礁石珊瑚[M].北京:科学出版社,2001.

[2]戴昌凤,洪聖雯.台湾石珊瑚志I-复杂类群[M].台湾:国立台湾大学出版中心,2009.

[3]戴昌凤,聖雯.台湾石珊瑚志II-复杂类群[M].台湾:国立台湾大学出版中心,2009.

[4]张世家,谢文波,蒋洪亮. 珊瑚骨骼的形成过程及发育阶段[J]. 今日科苑,2012,(08):115.

[5]张江勇,余克服. 珊瑚骨骼生长研究评述[J]. 地质论评,2008,(03):362-372.

[6]Moritaka Nishihira,J.E.N.Veron.Hermatypic corals of Japan[M].Tokyo:KAIYUSHA.1995.

 

 

《海南造礁珊瑚多样性信息数据库》简介

 

《海南造礁珊瑚多样性信息数据库》简介

珊瑚礁生态系统是海洋中生物多样性最高的生态系统,容纳了大约三分之一的海洋生物栖居,被喻为海洋中的热带雨林。然而,近年来由于全球气候的持续变暖、海洋酸化以及人类的活动所带来的环境污染和过度开发,导致了全球范围内珊瑚的种类和数量都急剧下降,造成了珊瑚礁结构和功能的明显衰退。而中国的情况尤为严峻,过去的30占全国珊瑚礁总面积98%的海南,80%-95%的珊瑚礁已受到破坏。中国大陆与海南岛的岸礁,造礁珊瑚数量已至少下降了80%。因此珊瑚礁的保护和恢复已经成为摆在海南,中国乃至全人类面前紧迫而棘手的问题。

要应对这一日益严重的生态危机,必须集合全人类的力量。让造礁珊瑚的基础生物学研究与人工辅助进化和人工操作结合起来,让科学的概念和结果能应用于政府职能部门政策的制定,让公众了解正确的信息和树立珊瑚礁保护和恢复的观念和意识。连通政府和非政府组织,财团,学者,研究机构,大学,学生,潜水爱好者,乃至普通公众,都增加对珊瑚礁及其造礁生物的认识和了解,促进珊瑚礁研究的国际间合作交流,加强政府和非政府部门间的沟通——这就是《海南造礁珊瑚多样性信息数据库》建设的意义和使命

本数据库普及造礁石珊瑚种类、分布、生活史、和生长繁殖等科学知识;引导公众对珊瑚礁和造礁珊瑚的科学认识和保护观念;鼓励潜水爱好者呈现海南珊瑚礁的精美图片和信息;方便公众系统了解海南珊瑚礁的组成、分布和群落动态信息。由于能力物力有限,目前我们仅完成海南岛最广分布的112258种造礁珊瑚多样性分类和遗传标记信息的收集。本数据库的建设只是一个开始,未来希望学者、学生、潜水爱好者、普通公众以及政府管理部门都参与到本数据库的建设,为海南的珊瑚礁保护建言献策。平台同时还拟介绍国家珊瑚礁保护的法律法规,以及珊瑚礁保护的行政和执法行为,彰显我国对珊瑚礁的科学研究和保护。

如您对本数据库有任何建议,欢迎您给我们留言,或者联系我们:

联系人地址:王嫣 教授,海南大学海洋学院

邮箱:ywang@hainu.edu.cn

珊瑚礁常识

造礁珊瑚是海洋中的低等动物,隶属于腔肠动物门(Coelenterata)[或刺胞动物门(Cnidaria)],珊瑚虫纲,六放珊瑚亚纲,石珊瑚目。又名石珊瑚,是构成海南岛周围岸礁的主要种类。造礁珊瑚的种类有七十多属,虽然仅占所有珊瑚总数的小部分,但却有着最广大的地理分布。造礁珊瑚主要分布于温暖、透明度高、贫营养的热带浅水海域,尤其是浅海床透光区。在全球相应地可划分为两个动物区系,即大西洋—加勒比海区系(Atlantic-Caribbean fauna)和印度—太平洋区系(Indo-Pacific fauna)。虽然这两大区系的自然环境条件相差不多,但物种多样性却有很大差别,前者仅有20属65个种,而后者却有80属500余种。中国南海属印度—太平洋区系,约占区系物种总数的1/3左右,物种资源丰富,可利用潜力巨大。中国南海属印度—太平洋区系,约占区系物种总数的1/3左右,物种资源丰富,可利用潜力巨大。其中的环海南岛岸礁是该区系造礁珊瑚连续分布的北缘,其群落结构和组成都具有鲜明的区域特征。

造礁珊瑚包括古生代的大量的四射珊瑚和横板珊瑚以及新生代和现代海洋中的珊瑚许多群体珊瑚。造礁珊瑚的内胚层里有虫黄藻与之 共生。珊瑚虫利用虫黄藻在光合作用过程中产生出来的氧气进行呼吸,虫黄藻则利用珊瑚虫呼出的二氧化碳制造养料。当珊瑚虫出现病态或死亡时,虫黄藻离去。由于虫黄藻只生活在热带浅海中,因而,造礁珊瑚的生活范围很窄,仅生存于水温20~30℃、盐度3.5%,深度不超过90m的清洁海水中,在25~29℃、水深4~5m的浅海中最为繁盛。因而,现代珊瑚礁只分布于南、北纬28°之间。据研究这种藻类有助于促进珊瑚虫的新陈代谢和生长发育。对珊瑚分泌钙质骨骼和促使骨骼架的快速生长。

珊瑚由软体和硬体两部分组成的。软体(肌肉部分)称为珊瑚虫,硬体(骨骼部分)称为珊瑚体。珊瑚死亡之后,珊瑚虫易被分解腐烂或被其他动物吃掉,珊瑚体常保存成为化石。珊瑚虫似圆筒状,它的前端有口,口的周围长有多圈触手,其形态犹如盛开的菊花。珊瑚虫的触手呈透明或半透明状,以白色为主,但有些种类呈红色、黄色、灰色。所以,在现代热带和亚热带海洋中,五彩缤纷的触手在碧波荡漾的海水中显得格外艳丽。珊瑚体是由珊瑚虫外胚层分泌的钙质堆积而成。珊瑚幼虫经浮游生活沉落海底固着后,开始分泌钙质形成底板。随着虫体的生长,虫体继续分泌钙质形成杯状外壁。此后,虫体又分泌钙质形成纵向薄板(称隔壁)和横向薄板(称横板)。珊瑚虫随着骨骼的增高而上移,使其始终处于最末一块横板之上。

支持项目

国家自然科学基金面上项目《西沙环海南岛丛生盔形珊瑚和澄黄滨珊瑚群体遗传结构和连通性研 究》(#41376174

海南省重点研发计划——社会发展(海洋资源开发和利用领域)《丛生盔形珊瑚全基因组分析及珊瑚礁环境适应机制研究》(#ZDYF2018108

国家重点研发项目《南海重要岛礁及其邻近海域生物资源评价与生态修复》

杨小波教授简介

杨小波,男,1962年09月14日生于海南海口市,教授,博士生导师,植物学博士点负责人,国务院特殊津贴专家、省有突出贡献优秀专家、省级教学名师、省优秀教师、省“515”人才第一层次入选人、海南大学首届十佳教师。

个人情况

1985年,1993年和1996年毕业于中山大学生命科学院,植物学专业,分别获得学士、硕士和博士学位,1998年中科院南京土壤研究所博士后出站,主要从事森林生态学与森林植物资源学的研究与教学工作25年,具备丰富的热带森林生态学相关知识,对热带雨林有较深入的研究,为国家级精品课程及国家级教学团队负责人。

个人成就

注重通过科研来提高自身业务水平,达到让学生真正掌握知识的目的。培养了三届硕士生,共9人,有5人考上博士研究生,2人被评为海南大学优秀毕业生,1人被评为海南大学研究生十杰。曾主持国家级、省级科研项目10多项,近5年经费约200万元。作为负责人或个人获得省科技进步奖一等奖1项、三等奖1项,校级奖多项及省青年科技奖、省精神文明作品奖等,参与获得省科技进步奖二等奖2项、三等奖1项,在权威期刊、核心期刊发表学术论文90多篇,出版著作9部。其中4部为第一作者。曾主持国家自然科学基金、教育部青年骨干教师基金、国家“973”前期专项子项目及省重点项目10多项,正在主持研究的科研项目主要有国家973前专项、国家自然科学基金、教育部博士点基金、国家科技支撑项目子课题、国家科技平台项目子课题、海南省重点项目和海南省财政资金资助项目等。

主要研究方向

热带森林生态学与热带森林植物资源学研究

《海南尖峰岭森林生态系统研究》序言

森林植被的研究工作,记得在海南尖峰岭开展森林植被的样方调查时,最令人头痛的是认种问题,认种是最大的难题。大家都说要是有一部图谱多好。好在《海南植物志》是我国当时最早较完整的省级植物志,配有1000多张手绘图,该植物志成为我们野外工作的必用工具书,也为我们完成《海南尖峰岭森林生态系统研究》打下了良好的基础。我是1991年出版该书的,1992年收到了杨小波同志的一封信,让我送一本《海南尖峰岭森林生态系统研究》给他。当时我还不认识他,但他那真挚的求知欲望感动了我,我就从自存的几部书里,给他寄去了一本。从此,我交上了这位年青的朋友。这些年来,我到海南都会见面和他聊一聊,或与他一起出差野外。他上北京也到我家或办公室聊天,主要的话题都离不开海南的森林植被与森林植物资源。我鼓励他,在海南从事森林生态研究,一定要认识植物,否则很难完成。也可能是对热带故乡的热爱,杨小波从本科到博士都在南方的中山大学读书,从师我的几位朋友。他的老师张宏达教授、王伯荪教授和胡玉佳教授等都是曾经在海南工作过的早期杰出的森林生态学家,因此,他的热带植物分类学和森林生态学基础很好,这为他后来从事海南森林生态学研究打下了良好的基础,这为他后来从事海南森林生态学研究打下了良好的基础。但我想不到的是,他在从事森林生态学研究过程中,刻苦认真细致地认识了海南的植物。今天看到他带领其团队完成了记录6000多个种的《海南植物图志》感到万分的惊喜与难得。这部书的出版具有深远的科学意义与社会意义,具有巨大的潜在经济价值。(1)它基本摸清了海南植物家底,自然分布的野生植物种类与分布规律;(2)弄清了海南植物拉丁学名修订的种类现状;(3)更新和考证了已经记录的植物种类的准确数据;(4)更新和弄清了特有、珍稀濒危植物种类;(5)更新和弄清了逸生、归化及外来入侵植物的种类;(6)系统的了解了野生及引种的而未逸生及归化的栽培植物(以下简称栽培植物)的动态变化;(7)为今后的《植物图志》类的编写树立了样板。该书将成为海南从事森林生态学研究、植物资源学研究、植物资源保护研究等工作者不可缺少的查阅工具,成为植物学的普及与宣传的重要学习图谱。

记得在2004年,我与中科院、工程院的其他几位院士、专家一起考察海南的陆海生物资源,当时就提出搞清楚海南到底有多少种植物是一件不容易的事,而且由于熟悉海南岛植物的老专家已相继离去,感到年轻的却后继无人。海南岛植物种类的研究历史悠久,对海南岛植物的全面深刻认识有一个长期积累过程。最早在海南岛进行植物采集的是瑞典人,以后依次是英国、法国、美国、日本等国的研究者,其中,研究成果较突出的是美国植物学家E.D.Merrill和中国著名植物学家陈焕镛先生。

1964-1977年出版完成的《海南植物志》(I-IV卷),共记录了维管束植物3581种,其中蕨类植物362种,种子植物3219种;1994年出版的《海南及广东沿海岛屿植物名录》对《海南植物志》有所修正和补充,记录种子植物3874种;到2004年出版完成的《中国植物志》第2-80卷的资料,对海南植物的一些种、属进行归并及补充,记录海南植物3500种;到2011年出版完成的《广东植物志》第1-9卷的资料,对海南分布的植物进一步的补充,记录植物4196种; Flora of China第2-25卷的资料,记录海南植物4145种;到2012年初出版的《海南植物物种多样性编目》,记录植物5108种。《海南植物图志》的作者,经过全面调查和文献的收集与评述,海南有历史记载分布的植物种类达到6036个种,是目前记载种类数目最多的。每一个种都有出处和分布区域,经得起考证,该书把海南有多少种植物基本摸清,为人类认识海南植物提供了一个最基础的资料。所以,这是一件了不起的贡献。

自《广州植物志》和《海南植物志》出版后,中国出版了很多植物志,当然其中最有影响的是《中国植物志》和Flora of China,特别是后者,让中国植物志走向了世界。《中国植物志》和Flora of China的出版来源于地方植物志,也为地方植物志的完善提供了平台,尤其是Flora of China修订或合并了一些植物种类,各地方植物可能都要在Flora of China成果的基础上进行一次大的修订,《海南植物图志》是在这些成果基础上,对《海南植物志》进行的一次较大的修订,并结合作者对物种的认识,全面补充了《海南植物志》(3581个种)遗漏的2000多种植物(含变种与亚种)特征的描写。

但令我最惊喜的是,作者经过了20多年的努力完成的《海南植物图志》,几乎每一种植物都配有彩图或手绘图,所附的手绘图引用各植物志或图鉴,确保准确性,彩图基本上为作者拍摄和鉴定,少部分引用的也给出出处,便于读者参考阅读,具有很强的科学性。目前全世界出版过各类植物图谱,我国也出版不少,仅海南就有《海南禾草志》、《海南莎草志》、《海南岛野生兰花图鉴》、《黎族药志(第一册、第二册)》、《中国黎药志》、《海南岛天然抗癌本草图鉴(第一卷)》、《海南中药资源图集(第一、二集)》、《海南园林观赏植物》、《海南浆纸林林下植物彩色图鉴》、《中国植胶区林下植物(海南卷)》、《海南岛主要经济木本植物》、《海南热带雨林主要经济树木彩色图鉴(上、中、下册)》、《海南热带雨林主要立木树皮彩色图鉴(上、下册)》、《海南岛国家省重点保护野生植物原色图鉴》、《海南吊罗山野生植物彩色图鉴》、《中国热带雨林地区植物图鉴———海南植物》等,在这些著作中,较多的收集了3400多种植物的彩图,少的有100多种植物彩图,这些成果为《海南植物图志》的完成打下了良好的基础。《海南植物图志》共记载、描述和图示了海南历史上记录的6036种植物。

我为《海南植物图志》的出版表示热烈祝贺,并对杨小波好友和他的为此贡献的团队表示感谢。为此,我乐意提笔为序,以表贺意和心中油然而生的感慨。

 

《海南造礁珊瑚多样性信息数据库》简介

《海南造礁珊瑚多样性信息数据库》简介 

珊瑚礁生态系统是海洋中生物多样性最高的生态系统,容纳了大约三分之一的海洋生物栖居,被喻为海洋中的“ 热带雨林” 。然而,近年来由于全球气候的持续变暖、海洋酸化以及人类的活动所带来的环境污染和过度开发,导致了全球范围内珊瑚的种类和数量都急剧下降,造成了珊瑚礁结构和功能的明显衰退。而中国的情况尤为严峻,过去的30年占全国珊瑚礁总面积98%的海南,80%-95%的珊瑚礁已受到破坏。中国大陆与海南岛的岸礁,造礁珊瑚数量已至少下降了80%。因此珊瑚礁的保护和恢复已经成为摆在海南,中国乃至全人类面前紧迫而棘手的问题。

要应对这一日益严重的生态危机,必须集合全人类的力量。让造礁珊瑚的基础生物学研究与人工辅助进化和人工操作结合起来,让科学的概念和结果能应用于政府职能部门政策的制定,让公众了解正确的信息和树立珊瑚礁保护和恢复的观念和意识。连通政府和非政府组织,财团,学者,研究机构,大学,学生,潜水爱好者,乃至普通公众,都增加对珊瑚礁及其造礁生物的认识和了解,促进珊瑚礁研究的国际间合作交流,加强政府和非政府部门间的沟通——这就是《海南造礁珊瑚多样性信息数据库》建设的意义和使命。

本数据库普及造礁石珊瑚种类、分布、生活史、和生长繁殖等科学知识;引导公众对珊瑚礁和造礁珊瑚的科学认识和保护观念;鼓励潜水爱好者呈现海南珊瑚礁的精美图片和信息;方便公众系统了解海南珊瑚礁的组成、分布和群落动态信息。由于能力物力有限,目前我们仅完成海南岛最广分布的122161种造礁珊瑚多样性分类和遗传标记信息的收集。本数据库的建设只是一个开始,未来希望学者、学生、潜水爱好者、普通公众以及政府管理部门都参与到本数据库的建设,为海南的珊瑚礁保护建言献策。平台同时还拟介绍国家珊瑚礁保护的法律法规,以及珊瑚礁保护的行政和执法行为,彰显我国对珊瑚礁的科学研究和保护。

如您对本数据库有任何建议,欢迎您给我们留言,或者联系我们:

联系人地址:王嫣 教授,海南大学海洋学院

邮箱:ywang@hainu.edu.cn

《海南植物图志》编著委员会

主编著:杨小波
副主编著:李东海 陈玉凯 罗文启 林泽钦 龙文兴 莫燕妮 廖文波 林文智 杨众养 岳平 陈宗铸 李应杰
编著委员:(按笔画顺序排序)
植物资源、植物分类与森林生态专业
韦毅刚、冯丹丹、宋希强、吕晓波、刘子金、杨小波、杨东梅、杨好伟、杨宇明、李东海、李敏、陈玉凯、张育霞、吴友根、吴庭天、罗文启、林文智、林泽钦、唐绍清、黄瑾、黄勃、覃海宁、廖文波
林业与树木专业:万春红、龙成、杨众养、杨胜莲、陈庆、陈宗铸李向阳、周亚东、周文嵩、周婧、洪小江、陶楚、黄金诚
自然保护区与生态环境专业:王清奎、方林,邓勤、龙文兴、卢刚、刘艳玲、邢莎莎、张孟文、苏文拔、苏文学、杨琦、李苑菱、李英英、岳平、莫燕妮、彭绍兵、熊梦辉
园林植物:王茜茜、李应杰、李丹、朱国鹏、张凯、张彩凤、张萱蓉、郑文泰、黄青良
第一卷主要完成人:杨东梅、罗文启、杨小波、李东海、陈玉凯、林泽钦
第二卷主要完成人:杨众养、杨小波、李东海、陈玉凯、罗文启、杨胜莲
第三卷主要完成人:杨小波、李东海、陈玉凯、罗文启、林泽钦、龙文兴
第四卷主要完成人:李东海、陈玉凯、杨小波、龙文兴、罗文启、林泽钦、
第五卷主要完成人:杨小波、陈玉凯、李东海、龙文兴、罗文启、林泽钦
第六卷主要完成人:李东海、陈玉凯、、杨小波、罗文启、林泽钦、林文智
第七卷主要完成人:杨小波、龙文兴、李东海、陈玉凯、罗文启、林泽钦
第八卷主要完成人:陈玉凯、杨小波、李东海、龙文兴、罗文启、林泽钦
第九卷主要完成人:杨小波、龙文兴、李东海、陈玉凯、罗文启、林泽钦
第十卷主要完成人:陈玉凯、杨小波、龙文兴、李东海、罗文启、林泽钦
第十一卷主要完成人:杨小波、李东海、陈玉凯、朱国鹏、罗文启、林泽钦
第十二卷主要完成人:杨小波、李东海、陈玉凯、吴友根、罗文启、林泽钦
第十三卷主要完成人:宋希强、杨小波、卢刚、黄清良、李东海、陈玉凯、罗文启
第十四卷主要完成人:杨小波、李东海、陈玉凯、杨宇明、罗文启、林泽钦

说明:《海南植物图志》每一卷成果由杨小波负责解释。杨小波从1991年起开展这项工作,一直得到钟义、黄世满与符国瑗等老一代植物学工作者的帮助。2005年后他带领李东海、陈玉凯(2008年参与)等人共同完成,到2011年,邀请海南省、广东省、广西省、广西壮族自治区、台湾省、北京市、湖南省等62位学者一起完成编著工作。其中,宋希强为第十三卷第一完成人,负责部分兰科植物的图片拍摄和审查兰科植物彩图的准确性,其他兰科植物及这一卷的其他科的工作主要由杨小波、卢刚等完成。其他各卷工作的完成情况,均由各卷的主要完成人等共同完成。